特許 5732330 電気コンタクト、及び、電気コネクタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5732330

(24)【登録日】2015年4月17日

(45)【発行日】2015年6月10日

(54)【発明の名称】電気コンタクト、及び、電気コネクタ

(51)【国際特許分類】

   H01R 13/187 20060101AFI20150521BHJP

   H01R 13/03 20060101ALI20150521BHJP

【ＦＩ】

   H01R13/187 A

   H01R13/03 C

【請求項の数】7

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2011-141783(P2011-141783)

(22)【出願日】2011年6月27日

(65)【公開番号】特開2013-8629(P2013-8629A)

(43)【公開日】2013年1月10日

【審査請求日】2014年3月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000231073

【氏名又は名称】日本航空電子工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(74)【代理人】

【識別番号】100087790

【弁理士】

【氏名又は名称】尾関 伸介

(74)【代理人】

【識別番号】100129953

【弁理士】

【氏名又は名称】岩瀬 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100154900

【弁理士】

【氏名又は名称】関 京悟

(72)【発明者】

【氏名】古本 哲也

【審査官】 武山 敦史

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０５−０２３４３７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０８−０７８０８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４４２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５２６１８４０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｒ １３／１８７

Ｈ０１Ｒ １３／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１導電性部品と第２導電性部品との間に介在して、前記第１導電性部品と前記第２導電性部品を相互に導通させるための電気コンタクトであって、
各々が細長い形状を有する複数のコンタクト梁部と、前記複数のコンタクト梁部が相互に略平行となるように前記複数のコンタクト梁部を連結するコンタクト連結部と、を有し、
前記コンタクト梁部は、
前記コンタクト連結部に対して傾斜する傾斜部と、前記傾斜部と前記コンタクト連結部の間に配置され、捻られるように形成される捻り部と、を含む本体部と、
前記本体部の前記傾斜部に形成され、前記第１導電性部品に接触可能な第１接触部と、
前記本体部の前記傾斜部に形成され、前記第２導電性部品に接触可能な第２接触部と、
を有し、
前記第１接触部と前記第２接触部は、前記第１導電性部品と前記第２導電性部品が前記コンタクト梁部を挟んで対向した際に、前記第１導電性部品が前記第１接触部に接触し、前記第２導電性部品が前記第２接触部に接触することで、前記コンタクト梁部が前記コンタクト連結部に対して相対的な捻れ変形をするように配置されており、
前記捻り部には、通電時の発熱によって、前記第１接触部の前記第１導電性部品に対する接触圧、及び、前記第２接触部の前記第２導電性部品に対する接触圧が増大するようなバイメタル構造が適用されている、
電気コンタクト。

【請求項2】

請求項１に記載の電気コンタクトであって、
前記バイメタル構造は、前記捻り部の捻れ方向の裏面に相当する部位の熱膨張係数である第１熱膨張係数を、前記捻り部の捻れ方向の表面に相当する部位の熱膨張係数である第2熱膨張係数よりも高くすることで実現した、
電気コンタクト。

【請求項3】

請求項２に記載の電気コンタクトであって、
前記第1熱膨張係数を有する第1熱膨張係数部分は、前記コンタクト連結部の長手方向における前記捻り部の中央部から離れるにつれて漸増する肉厚を有する、
電気コンタクト。

【請求項4】

請求項２に記載の電気コンタクトであって、
前記第1熱膨張係数を有する第1熱膨張係数部分は、均一な肉厚を有する、
電気コンタクト。

【請求項5】

請求項１〜４の何れかに記載の電気コンタクトであって、
前記コンタクト連結部は、各コンタクト梁部を両端支持するように一対で設けられている、
電気コンタクト。

【請求項6】

前記第１導電性部品と、
前記第２導電性部品と、
請求項１〜５の何れかに記載の電気コンタクトと、
を含む電気コネクタ。

【請求項7】

請求項６に記載の電気コネクタであって、
前記第１導電性部品は円柱形状のプラグ部を有し、
前記第２導電性部品は円筒形状のソケット部を有し、
前記第１導電性部品と前記第２導電性部品を導通させるには、先ず、前記第２導電性部品の前記ソケット部の内周面に前記電気コンタクトを配置し、次いで、前記第１導電性部品の前記プラグ部を前記第２導電性部品の前記ソケット部に挿入する、
電気コネクタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気コンタクト、及び、電気コネクタに関する。

【背景技術】

【0002】

この種の技術として、特許文献１は、本願の図２０に示すように、開口された中空部５０を有するメス接触子５１の内周に接触するべく外側に突き出た外側接触部５２と、中空部５０に挿入されるオス接触子５３の外周に接触するべく内側に突き出た内側接触部５４と、両接触部５２，５４の接触により変形して接触圧を生じる応力変形部５５とを有する電気コンタクト５６を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−１３５２７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記文献１の電気コンタクト５６は、応力変形部５５における捻れ変形を利用して接触圧を確保する所謂トーションタイプに分類されるものである。この種の電気コンタクトでは、接触抵抗低減の観点から接触圧を如何にして確保するかが技術的に重要視されている。

【0005】

本願発明の目的は、トーションタイプの電気コンタクトにおいて、接触圧を効果的に確保する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本願発明の観点によれば、第１導電性部品と第２導電性部品との間に介在して、前記第１導電性部品と前記第２導電性部品を相互に導通させるための電気コンタクトであって、各々が細長い形状を有する複数のコンタクト梁部と、前記複数のコンタクト梁部が相互に略平行となるように前記複数のコンタクト梁部を連結するコンタクト連結部と、を有し、前記コンタクト梁部は、前記コンタクト連結部に対して傾斜する傾斜部と、前記傾斜部と前記コンタクト連結部の間に配置され、捻られるように形成される捻り部と、を含む本体部と、前記本体部の前記傾斜部に形成され、前記第１導電性部品に接触可能な第１接触部と、前記本体部の前記傾斜部に形成され、前記第２導電性部品に接触可能な第２接触部と、を有し、前記第１接触部と前記第２接触部は、前記第１導電性部品と前記第２導電性部品が前記コンタクト梁部を挟んで対向した際に、前記第１導電性部品が前記第１接触部に接触し、前記第２導電性部品が前記第２接触部に接触することで、前記コンタクト梁部が前記コンタクト連結部に対して相対的な捻れ変形をするように配置されており、前記捻り部には、通電時の発熱によって、前記第１接触部の前記第１導電性部品に対する接触圧、及び、前記第２接触部の前記第２導電性部品に対する接触圧が増大するようなバイメタル構造が適用されている、電気コンタクトが提供される。
また、前記バイメタル構造は、前記捻り部の捻れ方向の裏面に相当する部位の熱膨張係数である第１熱膨張係数を、前記捻り部の捻れ方向の表面に相当する部位の熱膨張係数である第2熱膨張係数よりも高くすることで実現した。
また、前記第1熱膨張係数を有する第1熱膨張係数部分は、前記コンタクト連結部の長手方向における前記捻り部の中央部から離れるにつれて漸増する肉厚を有する。
また、前記第1熱膨張係数を有する第1熱膨張係数部分は、均一な肉厚を有する。
また、前記コンタクト連結部は、各コンタクト梁部を両端支持するように一対で設けられている。
また、前記第１導電性部品と、前記第２導電性部品と、上記の電気コンタクトと、を含む電気コネクタが提供される。
また、前記第１導電性部品は円柱形状のプラグ部を有し、前記第２導電性部品は円筒形状のソケット部を有し、前記第１導電性部品と前記第２導電性部品を導通させるには、先ず、前記第２導電性部品の前記ソケット部の内周面に前記電気コンタクトを配置し、次いで、前記第１導電性部品の前記プラグ部を前記第２導電性部品の前記ソケット部に挿入する。

【発明の効果】

【0007】

本願発明によれば、トーションタイプの前記電気コンタクトにおいて、接触圧を効果的に確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、大電流用コネクタの分解斜視図である。（第１実施形態）

【図2】図２は、レセプタクルコネクタの斜視図である。（第１実施形態）

【図3】図３は、内周側から見たコンタクトユニットの展開図である。（第１実施形態）

【図4】図４は、外周側から見たコンタクトユニットの展開図である。（第１実施形態）

【図5】図５は、内周側から見たコンタクトエレメントの展開図である。（第１実施形態）

【図6】図６は、図５のA矢視図である。（第１実施形態）

【図7】図７は、図５のB矢視図である。（第１実施形態）

【図8】図８は、コンタクトエレメントの打ち抜き加工図である。（第１実施形態）

【図9】図９は、内周側から見たコンタクトユニットの展開図である。（第１実施形態）

【図10】図１０は、外周側から見たコンタクトユニットの展開図である。（第１実施形態）

【図11】図１１は、捻り部に適用されたバイメタル構造の断面図である。（第１実施形態）

【図12】図１２は、捻り部に適用されたバイメタル構造の作動説明図である。（第１実施形態）

【図13】図１３は、コンタクトエレメントの打ち抜き加工前の金属板材の平面図である。（第１実施形態）

【図14】図１４は、図１３のXIV−XIV線矢視断面図である。（第１実施形態）

【図15】図１５は、捻り部に適用されたバイメタル構造の断面図である。（第２実施形態）

【図16】図１６は、捻り部に適用されたバイメタル構造の作動説明図である。（第２実施形態）

【図17】図１７は、内周側から見たコンタクトエレメントの展開図である。（第３実施形態）

【図18】図１８は、図１７のC矢視図である。（第３実施形態）

【図19】図１９は、図１７の部分拡大図である。（第３実施形態）

【図20】図２０は、特許文献１の図１に相当する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（第１実施形態）
以下、図１〜１４を参照しつつ、本願発明の第１実施形態を説明する。

【0010】

（大電流用コネクタ１：図１、２）
図１に示す大電流用コネクタ１（電気コネクタ）は、例えばブスバーなどの導電部品に取り付けられるプラグコネクタ２（第１導電性部品）と、他の導電部品に取り付けられるレセプタクルコネクタ３（第２導電性部品）と、コンタクトユニット８（電気コンタクト）と、によって構成されている。

【0011】

プラグコネクタ２は、導電部品に取り付けられる被固定部４と、被固定部４から突出して形成されるピン形状（円柱形状）のプラグ部５と、によって構成されている。

【0012】

レセプタクルコネクタ３は、導電部品に取り付けられる被固定部６と、被固定部６から突出して形成される円筒形状のソケット部７と、によって構成されている。

【0013】

コンタクトユニット８は、図２に示すようにソケット部７の内周面７ａに形成されている窪みに取り付けられて用いられる。

【0014】

以上の構成で、プラグコネクタ２とレセプタクルコネクタ３を導通させるには、図２に示すようにレセプタクルコネクタ３のソケット部７の内周面７ａにコンタクトユニット８を予め取り付けた状態で、図１のプラグコネクタ２のプラグ部５をレセプタクルコネクタ３のソケット部７に挿入する。すると、コンタクトユニット８は、プラグ部５の外周面５ａとソケット部７の内周面７ａとの間に介在しつつ、プラグコネクタ２とレセプタクルコネクタ３を相互に導通させるようになっている。

【0015】

（コンタクトユニット８：図３、４）
図３及び図４は、コンタクトユニット８の部分展開図である。図１及び図２に示すように、本実施形態においてコンタクトユニット８は略C字状に丸められた状態で使用されるが、説明の便宜上、図３及び図４には、コンタクトユニット８の展開された状態を描いている。詳しくは、図３にはプラグ部５側から見たコンタクトユニット８の展開状態を示しており、図４にはソケット部７側から見たコンタクトユニット８の展開状態を示している。なお、図３及び図４において二点鎖線は、コンタクトユニット８を部分的に図示するための仮想切断線である。

【0016】

図３及び図４に示すように、コンタクトユニット８は、一対のコンタクトエレメント１０を重ね合わせるようにして構成されている。また、本実施形態においてコンタクトユニット８は、一対のコンタクトエレメント１０を完全同一形状としている。従って、先ずはコンタクトエレメント１０単体の形状を説明し、次いで、図３及び図４に示すような一対のコンタクトエレメント１０の結合状態を説明することとする。

【0017】

（コンタクトエレメント１０：図５〜８）
図５に示すように、コンタクトエレメント１０は、各々が細長い形状を有する複数のコンタクト梁部１５と、複数のコンタクト梁部１５が相互に略平行となるように複数のコンタクト梁部１５を連結するコンタクト連結部１６と、によって構成されている。

【0018】

ここで、説明の便宜上、図５〜７において、「周方向」及び「軸方向」、「内周側（第１導電性部品側）」、「外周側（第２導電性部品側）」を定義する。即ち、図５及び図６において「周方向」とあるのは、図２に示すようにコンタクトユニット８が丸められてソケット部７内に取り付けられた状態におけるソケット部７の周方向に相当している。図５及び図６に示すように、コンタクト連結部１６は周方向に延びて形成されている。また、図５及び図７において「軸方向」とあるのは、図２に示すようにコンタクトユニット８が丸められてソケット部７内に取り付けられた状態におけるソケット部７の軸方向に相当している。図５及び図７に示すように、コンタクト梁部１５は軸方向に延びて形成されている。図６及び図７において「内周側」とあるのは、プラグ部５側に相当している。同様に、図６及び図７において「外周側」とあるのは、ソケット部７側に相当している。

【0019】

（コンタクト梁部１５）
図５に示すように、複数のコンタクト梁部１５は、相互に略平行となるように一定の間隔をあけて並べて配置されている。また、各コンタクト梁部１５は、コンタクト連結部１６に支持された片持ち梁状に形成されている。

【0020】

各コンタクト梁部１５は、本体部２０とプラグ接触部２１（第１接触部）、ソケット接触部２２（第２接触部）、係合部２３を有している。

【0021】

（本体部２０）
本体部２０は、コンタクト梁部１５の基礎となる部分であって、軸方向に延びて形成されている。本体部２０は、コンタクト梁部１５の固定端１５ａから自由端１５ｂに向かって順に、第１捻り部２０ａ（捻り部）と傾斜部２０ｂ、第２捻り部２０ｃ（捻り部）によって構成されている。

【0022】

第１捻り部２０ａは、傾斜部２０ｂとコンタクト連結部１６の間に配置されている。第１捻り部２０ａは、コンタクト梁部１５の固定端１５ａから自由端１５ｂを見たときに、コンタクトエレメント１０の無負荷状態で、コンタクト連結部１６を基準として反時計回りに捻られるように形成されている。

【0023】

傾斜部２０ｂは、コンタクト梁部１５の固定端１５ａから自由端１５ｂを見たときに、コンタクトエレメント１０の無負荷状態で、コンタクト連結部１６に対して反時計回りに傾斜するように形成されている（図６も併せて参照）。

【0024】

第２捻り部２０ｃは、コンタクト梁部１５の固定端１５ａから自由端１５ｂを見たときに、コンタクトエレメント１０の無負荷状態で、コンタクト連結部１６を基準として時計回りに捻られるように形成されている。

【0025】

このように本体部２０が第１捻り部２０ａと傾斜部２０ｂ、第２捻り部２０ｃによって構成されていることで、本体部２０は、両端を除く中途部（プラグ接触部２１及びソケット接触部２２を含む。）のみが傾斜したような形状となっている。

【0026】

（プラグ接触部２１、ソケット接触部２２）
プラグ接触部２１は、本体部２０の傾斜部２０ｂに形成されている。プラグ接触部２１は、本体部２０の傾斜部２０ｂのうち第１捻り部２０ａの近傍に形成されている。

【0027】

ソケット接触部２２は、本体部２０の傾斜部２０ｂに形成されている。ソケット接触部２２は、本体部２０の傾斜部２０ｂのうち第２捻り部２０ｃの近傍に形成されている。

【0028】

そして、プラグ接触部２１とソケット接触部２２は、コンタクト梁部１５の固定端１５ａから自由端１５ｂを見たときに（図６も併せて参照）、本体部２０（傾斜部２０ｂ）を挟んで反対側となるように配置されている。

【0029】

プラグ接触部２１は、プラグコネクタ２をレセプタクルコネクタ３に嵌合した際に、図１に示すプラグコネクタ２のプラグ部５の外周面５ａに対して接触する部分である。プラグ接触部２１は、コンタクト梁部１５の固定端１５ａから自由端１５ｂを見たときに（図６も併せて参照）、内周側に膨らみ出るように湾曲して形成されている。

【0030】

ソケット接触部２２は、コンタクトユニット８がレセプタクルコネクタ３のソケット部７の内周面７ａの窪みに取り付けられた際に、図１に示すレセプタクルコネクタ３のソケット部７の内周面７ａに対して接触する部分である。ソケット接触部２２は、コンタクト梁部１５の固定端１５ａから自由端１５ｂを見たときに（図６も併せて参照）、コンタクト連結部１６に対して略平行となるように、本体部２０（傾斜部２０ｂ）に対して傾斜して形成されている。

【0031】

（係合部２３）
係合部２３は、コンタクト梁部１５の自由端１５ｂに形成されている。係合部２３は、図７に示すように、本体部２０に対して折り曲げられて形成されている。係合部２３は、外周側に向かって折り曲げられて形成されている。

【0032】

そして、図５及び図６に示すように、複数のコンタクト梁部１５は、何れも同じ姿勢となるように、コンタクト連結部１６に支持されている。

【0033】

（コンタクト連結部１６）
図５に示すように、コンタクト連結部１６には、複数の被係合孔２４が形成されている。各被係合孔２４は、詳しくは、コンタクト連結部１６のうち、コンタクト梁部１５の固定端１５ａと、このコンタクト梁部１５に対して隣り合うコンタクト梁部１５の固定端１５ａと、から略等しい距離となる部分に形成されている。

【0034】

以上に説明したコンタクトエレメント１０は、図８に示すように、例えばベリリウム銅板などの金属板材（導電性板材）をパンチ加工及び折り曲げ加工し、その後に銀メッキ処理を施すことで形成される。コンタクト梁部１５の周方向におけるピッチは例えば２．５ｍｍとされ、コンタクト梁部１５の軸方向における長さは例えば１０〜１３ｍｍとされる。

【0035】

（一対のコンタクトエレメント１０の結合状態：図９、１０）
次に、一対のコンタクトエレメント１０の結合状態について説明する。一対のコンタクトエレメント１０を結合するに際しては、図９及び図１０に示すように、先ず、一方のコンタクトエレメント１０を他方のコンタクトエレメント１０に対して１８０度、向きを変える。即ち、一方のコンタクトエレメント１０のコンタクト連結部１６と、他方のコンタクトエレメント１０のコンタクト連結部１６と、の間にすべてのコンタクト梁部１５が収まるように、一方のコンタクトエレメント１０を他方のコンタクトエレメント１０に対して向きを変える。

【0036】

次に、一方のコンタクトエレメント１０の複数のコンタクト梁部１５と、他方のコンタクトエレメント１０の複数のコンタクト梁部１５と、が同じような間隔で交互に並ぶように、一対のコンタクトエレメント１０を位置決めする。このとき、図９に示すように、各コンタクト梁部１５のプラグ接触部２１が、このコンタクト梁部１５に対して隣り合うコンタクト梁部１５の本体部２０から見て内周側に位置するように留意する。また、図１０に示すように、各コンタクト梁部１５のソケット接触部２２が、このコンタクト梁部１５に対して隣り合うコンタクト梁部１５の本体部２０から見て外周側に位置するように留意する。そして、各コンタクトエレメント１０の各コンタクト梁部１５の係合部２３を、他方のコンタクトエレメント１０のコンタクト連結部１６の各被係合孔２４に係合させる。以上により、一対のコンタクトエレメント１０の結合は完了する。

【0037】

このように一対のコンタクトエレメント１０を結合させると、図９及び図１０に示すように、一対のコンタクトエレメント１０を組み合わせた状態で、コンタクト梁部１５のプラグ接触部２１と、このコンタクト梁部１５に対して隣り合うコンタクト梁部１５のプラグ接触部２１とは、コンタクト梁部１５の長手方向（即ち、軸方向）においてズレて位置しており、もって、プラグ接触部２１同士の物理的な相互干渉が効果的に回避されている。同様に、一対のコンタクトエレメント１０を組み合わせた状態で、コンタクト梁部１５のソケット接触部２２と、このコンタクト梁部１５に対して隣り合うコンタクト梁部１５のソケット接触部２２とは、コンタクト梁部１５の長手方向（即ち、軸方向）においてズレて位置しており、もって、ソケット接触部２２同士の物理的な相互干渉が効果的に回避されている。

【0038】

なお、図９及び図１０に示すように、一対のコンタクトエレメント１０を組み合わせた状態で、第２捻り部２０ｃは、傾斜部２０ｂとコンタクト連結部１６との間に配置されていると言うことができる。

【0039】

（作動）
次に、大電流用コネクタ１の作動を説明する。先ず、図３及び図４、図９、図１０に示すようにコンタクトユニット８を組み立てたら、コンタクトユニット８を強く湾曲させ、図２に示すレセプタクルコネクタ３のソケット部７内に挿入する。すると、コンタクトユニット８は、自己弾性復元力によってソケット部７の内周面７ａに張り付き、図示しない内フランジによってコンタクトユニット８のソケット部７からの抜脱は禁止される。

【0040】

この状態で、レセプタクルコネクタ３のソケット部７にプラグコネクタ２のプラグ部５を挿入する。すると、プラグコネクタ２のプラグ部５は、コンタクトユニット８の複数のプラグ接触部２１に対して接触すると共に、複数のプラグ接触部２１を外周側へと押圧する。そして、この押圧により、第１に、プラグコネクタ２のプラグ部５の外周面５ａと、コンタクトユニット８の各プラグ接触部２１との接触圧が発生する。第２に、レセプタクルコネクタ３のソケット部７の内周面７ａと、コンタクトユニット８の各ソケット接触部２２との接触圧が強くなる。これら第１及び第２の事象により、プラグコネクタ２はレセプタクルコネクタ３と導通する。そして、第３に、プラグコネクタ２のプラグ部５の外周面５ａの外径と、レセプタクルコネクタ３のソケット部７の内周面７ａの内径と、の間の嵌合隙間量に応じて、各コンタクト梁部１５のプラグ接触部２１がレセプタクルコネクタ３のソケット部７の内周面７ａに対して近づくように、各コンタクト梁部１５の本体部２０がコンタクト連結部１６に対して相対的に捻れ変形する。

【0041】

ここで、プラグコネクタ２とレセプタクルコネクタ３との間の主たる導通経路は、単一のコンタクト梁部１５内で完結している。即ち、プラグコネクタ２のプラグ部５に供給された電荷は、コンタクト梁部１５のプラグ接触部２１と、コンタクト梁部１５の本体部２０と、コンタクト梁部１５のソケット接触部２２と、を介してレセプタクルコネクタ３のソケット部７に移動する。もし、プラグコネクタ２のプラグ部５による押圧によってコンタクト梁部１５の本体部２０が強く傾斜したことでコンタクト梁部１５のプラグ接触部２１がこのコンタクト梁部１５に対して隣り合う他のコンタクト梁部１５の本体部２０に対して接触していた場合は、プラグコネクタ２とレセプタクルコネクタ３との間の導通経路として、以下の経路が追加される。即ち、プラグコネクタ２のプラグ部５に供給された電荷は、コンタクト梁部１５のプラグ接触部２１と、このコンタクト梁部１５に対して隣り合う他のコンタクト梁部１５の本体部２０及びソケット接触部２２と、を介してレセプタクルコネクタ３のソケット部７に移動することにより、より短い導電経路が追加される。

【0042】

（バイメタル構造：図１１〜１４）
次に、図５に示すコンタクト梁部１５の本体部２０の第１捻り部２０ａに適用されたバイメタル構造について説明する。図１１には、図５のコンタクトエレメント１０のコンタクト梁部１５の本体部２０から第１捻り部２０ａのみを抜き出した様子が示されている。本実施形態において第１捻り部２０ａは、通電時の発熱によってコンタクト連結部１６に対する傾斜部２０ｂの傾斜を強めるようなバイメタル構造が適用されている（図５や図６も併せて参照）。このようなバイメタル構造は、具体的には、図１１に示すように、第１捻り部２０ａの捻れ方向の裏面に相当する部位である裏面部７０の熱膨張係数である第１熱膨張係数を、第１捻り部２０ａの捻れ方向の表面に相当する部位である表面部７１の熱膨張係数である第2熱膨張係数よりも高くすることで実現している。即ち、上記のバイメタル構造は、熱膨張係数が17.8×10^-6[1/K]（第２熱膨張係数）である基材としてのベリリウム銅ｃに、熱膨張係数が21.6×10^-6[1/K]（第２熱膨張係数よりも高い第１熱膨張係数）であるアルミ合金ｇを貼り合わせた二層式のバイメタル構造とされている。更に詳しく言えば、図１１に示すように第１捻り部２０ａの肉厚は周方向において一定であるものの、アルミ合金ｇは周方向（コンタクト連結部１６の長手方向）における第１捻り部２０ａの中央部７２から離れるにつれて漸増する肉厚を有している。

【0043】

本実施形態では、図５に示すコンタクト梁部１５の本体部２０の第２捻り部２０ｃにも同一のバイメタル構造が適用されている。

【0044】

以上の構成で、大電流用コネクタ１に通電してコンタクトユニット８が発熱すると、図１２に示すように、第１捻り部２０ａのうちベリリウム銅ｃとアルミ合金ｇから成る二層式のバイメタル構造が適用された部分が一層反り返るような力ｐが発生してプラグ接触部２１（図５も併せて参照）をプラグ部５側に押し上げ、もって、図１のプラグ部５の外周面５ａに対する図５のプラグ接触部２１の接触圧が増大する。続けて、図１１に示すように、アルミ合金ｇが周方向（コンタクト連結部１６の長手方向）における第１捻り部２０ａの中央部７２から離れるにつれて漸増する肉厚を有しているので、第１捻り部２０ａのうちベリリウム銅ｃとアルミ合金ｇから成る二層式のバイメタル構造が適用された部分を反り返そうとする力ｐ（図１２も併せて参照）は、中央部７２から離れるほど強くなるように分布する。このように、反り返そうとする力ｐが中央部７２から離れるほど強くなるように分布することで、第１捻り部２０ａには、図１２に示すように、力ｐを一層強力なものにするトルクTが発生する。そして、このトルクTは、ソケット接触部２２をソケット部７側に押し下げるような力ｑも発生させ（同時にプラグ部５側に押し上げるような力も働く。）、もって、図１のソケット部７の内周面７ａに対する図５のソケット接触部２２の接触圧が増大する。これらの接触圧の上昇により、プラグコネクタ２とレセプタクルコネクタ３との間の通電時における接触抵抗を大幅に低減させることができる。

【0045】

このようなバイメタル構造を第１捻り部２０ａや第２捻り部２０ｃに適用するには、図１３や図１４に示すように、基材となるベリリウム銅ｃの金属板材３０のうち第１捻り部２０ａや第２捻り部２０ｃに対応する部分のみを、打ち抜き加工前の段階で、ベリリウム銅ｃよりも熱膨張係数が高いアルミ合金ｇとの二層構造としておけばよい。図１３及び図１４に示す例では、アルミ合金ｇがベリリウム銅ｃよりも外周側となるような二層構造を採用している。

【0046】

以上に、本願発明の第１実施形態を説明したが、上記第１実施形態は、要するに、以下の特長を有している。

【0047】

即ち、コンタクトユニット８（電気コンタクト）は、プラグコネクタ２（第１導電性部品）とレセプタクルコネクタ３（第２導電性部品）との間に介在して、プラグコネクタ２とレセプタクルコネクタ３を相互に導通させるためのものである。コンタクトユニット８を構成するコンタクトエレメント１０は、各々が細長い形状を有する複数のコンタクト梁部１５と、複数のコンタクト梁部１５が相互に略平行となるように複数のコンタクト梁部１５を連結するコンタクト連結部１６と、を有している。コンタクト梁部１５は、本体部２０とプラグ接触部２１、ソケット接触部２２を有する。本体部２０は、コンタクト連結部１６に対して傾斜する傾斜部２０ｂと、傾斜部２０ｂとコンタクト連結部１６の間に配置され、捻られるように形成される第１捻り部２０ａ（捻り部）と、を含む。プラグ接触部２１は、本体部２０の傾斜部２０ｂに形成され、プラグコネクタ２に接触可能な部分である。ソケット接触部２２は、本体部２０の傾斜部２０ｂに形成され、レセプタクルコネクタ３に接触可能な部分である。プラグ接触部２１とソケット接触部２２は、プラグコネクタ２とレセプタクルコネクタ３がコンタクト梁部１５を挟んで対向した際に、プラグコネクタ２がプラグ接触部２１に接触し、レセプタクルコネクタ３がソケット接触部２２により強く接触することで、コンタクト梁部１５がコンタクト連結部１６に対して相対的な捻れ変形をするように配置されている。端的に言えば、プラグ接触部２１とソケット接触部２２は本体部２０を挟んで反対側に配置されている。そして、第１捻り部２０ａには、通電時の発熱によってコンタクト連結部１６に対する傾斜部２０ｂの傾斜を強めるようなバイメタル構造が適用されている。以上の構成によると、通電してコンタクトユニット８が発熱した際、傾斜部２０ｂが一層傾斜しようとし、もって、プラグコネクタ２に対するプラグ接触部２１の接触圧と、レセプタクルコネクタ３に対するソケット接触部２２の接触圧が高くなる。従って、トーションタイプの大電流用コネクタ１において、接触圧を効果的に確保することができる。

【0048】

なお、本願発明者によれば、本願の出願時において、第１捻り部２０ａや第２捻り部２０ｃにバイメタル構造を適用することについては全く公知技術ではなく、仮に第１捻り部２０ａや第２捻り部２０ｃにバイメタル構造を適用したからといって、その適用により接触圧の確保に有効であるか否かは定かではなかった。しかしながら、本願発明者は、第１捻り部２０ａや第２捻り部２０ｃに上記のバイメタル構造を適用したモデルの通電時における挙動を有限要素法で解析したみたところ、また、上記適用のあるサンプル品を作製して試験してみたところ、確かに第１捻り部２０ａや第２捻り部２０ｃにバイメタル構造を適用したことが接触圧の効果的な確保として結実していることを確認した。

【0049】

また、上記第１実施形態では、第１捻り部２０ａ及び第２捻り部２０ｃの両方にバイメタル構造を適用したが、これに代えて、第１捻り部２０ａ又は第２捻り部２０ｃのうち何れか一方のみにバイメタル構造を適用することとしてもよい。

【0050】

また、例えば図５に示すように、コンタクト梁部１５の自由端１５ｂには係合部２３が形成されている。コンタクト連結部１６には、例えば図５や図９、図１０に示すように、一対のコンタクトエレメント１０を組み合わせた状態で、コンタクト梁部１５の係合部２３が係合する被係合孔２４が形成されている。以上の構成によれば、コンタクト梁部１５の支持態様を実質的に両端支持にすることができる。即ち、コンタクト連結部１６は、各コンタクト梁部１５を両端支持するように一対で設けられている。つまり、各コンタクト梁部１５の本体部２０は第１捻り部２０ａと第２捻り部２０ｃを有することになり、第１捻り部２０ａ及び第２捻り部２０ｃの双方にバイメタル構造が適用されることになる。従って、通電してコンタクトユニット８が発熱した際、傾斜部２０ｂが一層強力に傾斜しようとするので、プラグコネクタ２に対するプラグ接触部２１の接触圧と、レセプタクルコネクタ３に対するソケット接触部２２の接触圧が効果的に高くなる。

【0051】

また、図１及び図２に示すように、プラグコネクタ２は円柱形状のプラグ部５を有し、レセプタクルコネクタ３は円筒形状のソケット部７を有する。プラグコネクタ２とレセプタクルコネクタ３を導通させるには、先ず、レセプタクルコネクタ３のソケット部７の内周面７ａにコンタクトユニット８を配置し、次いで、プラグコネクタ２のプラグ部５をレセプタクルコネクタ３のソケット部７に挿入するように構成されている。以上の構成では、プラグコネクタ２のプラグ部５をレセプタクルコネクタ３のソケット部７に挿入するのに必要となる挿入力が問題となる。これに対し、以上の構成によれば、バイメタル構造の存在により、プラグコネクタ２のプラグ部５をレセプタクルコネクタ３のソケット部７に挿入するのに必要となる挿入力を小さくなるように設定しても、通電時には十分な接触圧を確保することができるようになる。

【0052】

また、例えば、図９や図１０に示すように、プラグコネクタ２をレセプタクルコネクタ３に嵌合させた際の、コンタクト梁部１５の捻れ変形の捻れ方向と、このコンタクト梁部１５に対して隣り合うコンタクト梁部１５の捻れ変形の捻れ方向とは、逆になるように設定されている。

【0053】

また、コンタクトユニット８を構成する一対のコンタクトエレメント１０は、同一形状である。以上の構成によれば、コンタクトユニット８を低コストで製造することができる。

【0054】

以上に本願発明の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態は例えば以下のように変更できる。

【0055】

（１）上記実施形態では、コンタクトユニット８は、プラグコネクタ２とレセプタクルコネクタ３を相互に導通させるものとしたが、これに代えて、コンタクトユニット８は、ブスバーなどの導電性板材を相互に導通させるものとして使用してもよい。この場合は、コンタクトユニット８を例えば図１や図２に示すように湾曲させる必要はない。

【0056】

（２）上記実施形態では、例えば図５に示すように、コンタクト梁部１５はコンタクト連結部１６によって片持ち梁状に支持されるものとしたが、これに代えて、以下の構成を採用することもできる。即ち、図５を参照して、コンタクトエレメント１０を、複数のコンタクト梁部１５と、複数のコンタクト梁部１５が相互に略平行となるように複数のコンタクト梁部１５を両端支持する一対のコンタクト連結部１６と、を備えるものとする。即ち、コンタクトエレメント１０のバリエーションとして、コンタクト梁部１５を単一のコンタクト連結部１６で片持ち梁状に支持させるか、コンタクト梁部１５を一対のコンタクト連結部１６で両端支持させるか、は任意に選択することができる。

【0057】

（３）上記実施形態において一対のコンタクトエレメント１０は同一形状であるとしたが、これに代えて、一対のコンタクトエレメント１０を異なる形状としてもよい。

【0058】

（４）上記実施形態においてバイメタル構造は、ベリリウム銅ｃとアルミ合金ｇの組み合わせとした。しかし、熱膨張係数の異なる２種以上の組み合わせであれば、その種を問わない。

【0059】

（５）上記実施形態において第１捻り部２０ａは、ベリリウム銅ｃを基材とし、裏面部７０にアルミ合金ｇを貼り付けたバイメタル構造を採用している。しかし、これに代えて、第１捻り部２０ａは、ベリリウム銅ｃを基材としつつも、表面部７１に、ベリリウム銅ｃの熱膨張係数よりも低い熱膨張係数を有する素材を貼り付けたバイメタル構造を採用してもよい。

【0060】

（第２実施形態）
次に、図１５及び図１６を参照しつつ、本願発明の第２実施形態を説明する。ここでは、本実施形態が上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、重複する説明は適宜省略する。また、上記第１実施形態の各構成要素に対応する構成要素には原則として同一の符号を付すこととする。

【0061】

上記第１実施形態では、図１１に示すように第１捻り部２０ａの肉厚は周方向において一定であるものの、アルミ合金ｇは、周方向（コンタクト連結部１６の長手方向）における第１捻り部２０ａの中央部７２から離れるにつれて漸増する肉厚を有することとした。しかし、これに代えて、本実施形態では、図１５に示すように、アルミ合金ｇは、均一な肉厚を有している。

【0062】

以上の構成で、大電流用コネクタ１に通電してコンタクトユニット８が発熱すると、図１６に示すように、第１捻り部２０ａのうちベリリウム銅ｃとアルミ合金ｇから成る二層式のバイメタル構造が適用された部分が一層反り返るような力ｐが発生してプラグ接触部２１（図５も併せて参照）をプラグ部５側に押し上げ、もって、図１のプラグ部５の外周面５ａに対する図５のプラグ接触部２１の接触圧が増大する。なお、力ｐは、ソケット接触部２２をソケット部７側に積極的に押し下げようとはしないが、図１のプラグ部５の外周面５ａに対する図５のプラグ接触部２１の接触圧が増大することに伴って、図１のソケット部７の内周面７ａに対する図５のソケット接触部２２の接触圧は結果として同様に増大することになる。

【0063】

（第３実施形態）
次に、図１７〜１９を参照しつつ、本願発明の第３実施形態を説明する。ここでは、本実施形態が上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、重複する説明は適宜省略する。また、上記第１実施形態の各構成要素に対応する構成要素には原則として同一の符号を付すこととする。

【0064】

本実施形態において大電流用コネクタ１は、図１及び図２に示すコンタクトユニット８に代えて、図１７及び図１８に示すコンタクトエレメント４０（電気コンタクト）を備えている。コンタクトエレメント４０は、図２に示すコンタクトユニット８のようにソケット部７の内周面７ａに取り付けられて用いられる。

【0065】

（コンタクトエレメント４０）
図１７に示すように、コンタクトエレメント４０は、各々が細長い形状を有する複数のコンタクト梁部４５と、複数のコンタクト梁部４５が相互に略平行となるように複数のコンタクト梁部４５を連結する一対のコンタクト連結部４６と、によって構成されている。図１７に示すように、各コンタクト梁部４５は、軸方向に延びて形成されている。図１７及び図１８に示すように、コンタクト連結部４６は、周方向に延びて形成されている。

【0066】

（コンタクト梁部４５）
図１７に示すように、複数のコンタクト梁部４５は、相互に略平行となるように一定の間隔をあけて並べて配置されている。また、各コンタクト梁部４５は、一対のコンタクト連結部４６に両端支持された梁状に形成されている。

【0067】

図１９に示すように、各コンタクト梁部４５は、本体部６０とプラグ接触部６１（第１接触部）、一対のソケット接触部６２（第２接触部）を有している。

【0068】

（本体部６０）
本体部６０は、コンタクト梁部４５の基礎となる部分であって、軸方向に延びて形成されている。本体部６０は、傾斜部６０ａと一対の捻り部６０ｂによって構成されている。

【0069】

傾斜部６０ａは、コンタクト梁部４５の長手方向に沿って見たときに、コンタクトエレメント４０の無負荷状態で、コンタクト連結部４６に対して反時計回りに約４５度傾斜するように形成されている。

【0070】

各捻り部６０ｂは、傾斜部６０ａとコンタクト連結部１６の間に配置されている。各捻り部６０ｂは、コンタクト梁部４５の長手方向に沿って見たときに、コンタクトエレメント４０の無負荷状態で、コンタクト連結部４６に対して捻られるように形成されている。

【0071】

このように本体部６０が傾斜部６０ａと一対の捻り部６０ｂによって構成されていることで、本体部６０は、両端を除く中途部（プラグ接触部６１及びソケット接触部６２を含む。）のみが傾斜したような形状となっている。

【0072】

（プラグ接触部６１、ソケット接触部６２）
プラグ接触部６１は、本体部６０の傾斜部６０ａに形成されている。プラグ接触部６１は、本体部６０の傾斜部６０ａの長手方向における中央に形成されている。

【0073】

各ソケット接触部６２は、本体部６０の傾斜部６０ａに形成されている。各ソケット接触部６２は、本体部６０の傾斜部６０ａのうち各捻り部６０ｂの近傍に形成されている。

【0074】

そして、プラグ接触部６１と一対のソケット接触部６２は、コンタクト梁部４５の長手方向に沿って見たときに、本体部６０（傾斜部６０ａ）を挟んで反対側となるように配置されている。

【0075】

プラグ接触部６１は、プラグコネクタ２をレセプタクルコネクタ３に嵌合した際に、図１に示すプラグコネクタ２のプラグ部５の外周面５ａに対して接触する部分である。プラグ接触部６１は、コンタクト梁部４５の長手方向に沿って見たときに、内周側に膨らみ出るように湾曲して形成されている。

【0076】

ソケット接触部６２は、コンタクトエレメント４０がソケット部７の内周面７ａの窪みに取り付けられた際に、図１に示すレセプタクルコネクタ３のソケット部７の内周面７ａに対して接触する部分である。ソケット接触部６２は、コンタクト梁部４５の長手方向に沿って見たときに、コンタクト連結部４６に対して略平行となるように（図１８を併せて参照）、本体部６０（傾斜部６０ａ）に対して傾斜して形成されている。

【0077】

（コンタクト連結部４６）
各コンタクト連結部４６には、複数の折り曲げ部６３が形成されている。各折り曲げ部６３は、若干外周側に折り曲げられて形成されている。

【0078】

（作動）
次に、大電流用コネクタ１の作動を説明する。先ず、コンタクトエレメント４０を強く湾曲させ、図２に示すレセプタクルコネクタ３のソケット部７内に挿入する。すると、コンタクトエレメント４０は、自己弾性復元力によってソケット部７の内周面７ａに張り付き、図示しない内フランジによってコンタクトエレメント４０のソケット部７からの抜脱は禁止される。

【0079】

この状態で、レセプタクルコネクタ３のソケット部７にプラグコネクタ２のプラグ部５を挿入する。すると、プラグコネクタ２のプラグ部５は、コンタクトエレメント４０の複数のプラグ接触部６１に対して接触すると共に、複数のプラグ接触部６１を外周側へと押圧する。そして、この押圧により、第１に、プラグコネクタ２のプラグ部５の外周面５ａと、コンタクトエレメント４０の各プラグ接触部６１との接触圧が発生する。第２に、レセプタクルコネクタ３のソケット部７の内周面７ａと、コンタクトエレメント４０の各ソケット接触部６２との接触圧が強くなる。これら第１及び第２の事象により、プラグコネクタ２はレセプタクルコネクタ３と導通する。そして、第３に、プラグコネクタ２のプラグ部５の外周面５ａの外径と、レセプタクルコネクタ３のソケット部７の内周面７ａの内径と、の間の嵌合隙間量に応じて、各コンタクト梁部４５のプラグ接触部６１がレセプタクルコネクタ３のソケット部７の内周面７ａに対して近づくように、各コンタクト梁部４５の本体部６０がコンタクト連結部４６に対して相対的に捻れ変形する。

【0080】

ここで、プラグコネクタ２とレセプタクルコネクタ３との間の主たる導通経路は、単一のコンタクト梁部４５内で完結している。即ち、プラグコネクタ２のプラグ部５に供給された電荷は、コンタクト梁部４５のプラグ接触部６１と、コンタクト梁部４５の本体部６０と、コンタクト梁部４５の一対のソケット接触部６２と、を介してレセプタクルコネクタ３のソケット部７に移動する。

【0081】

（バイメタル構造：図１９）
本実施形態のコンタクト梁部４５の本体部６０の一対の捻り部６０ｂにも、上記第１実施形態におけるコンタクト梁部１５の本体部２０の第１捻り部２０ａや第２捻り部２０ｃと同様に、バイメタル構造が適用されている。

【0082】

このように一対の捻り部６０ｂに前述のバイメタル構造を適用すると、大電流用コネクタ１に通電してコンタクトエレメント４０が発熱した際、各捻り部６０ｂが一層捻るように変形しようとする。即ち、コンタクトエレメント４０のコンタクト梁部４５の本体部６０の傾斜部６０ａがコンタクト連結部４６に対する傾斜を一層強めようとする。この結果、図１のプラグコネクタ２のプラグ部５の外周面５ａに対する図１９のプラグ接触部６１の接触圧が上昇する。同様に、図１のレセプタクルコネクタ３のソケット部７の内周面７ａに対する図１９のソケット接触部６２の接触圧が上昇する。これらの接触圧の上昇により、プラグコネクタ２とレセプタクルコネクタ３との間の通電時における接触抵抗を大幅に低減させることができる。

【符号の説明】

【0083】

１ 大電流用コネクタ（電気コネクタ）
２ プラグコネクタ（第１導電性部品又は第２導電性部品）
３ レセプタクルコネクタ（第２導電性部品又は第１導電性部品）
４ 被固定部
５ プラグ部
５ａ 外周面
６ 被固定部
７ ソケット部
７ａ 内周面
８ コンタクトユニット（電気コンタクト）
１０ コンタクトエレメント
１５ コンタクト梁部
１５ａ 固定端
１５ｂ 自由端
１６ コンタクト連結部
２０ 本体部
２０ａ 捻り部
２０ｂ 傾斜部
２０ｃ 反捻り部（捻り部）
２１ プラグ接触部（第１接触部）
２２ ソケット接触部（第２接触部）
２３ 係合部
２４ 被係合孔
３０ 金属板材（導電性板材）
４０ コンタクトエレメント（電気コンタクト）
４５ コンタクト梁部
４６ コンタクト連結部
６０ 本体部
６０ａ 傾斜部
６０ｂ 捻り部
６１ プラグ接触部（第１接触部）
６２ ソケット接触部（第２接触部）
６３ 折り曲げ部
７０ 引張応力発生部
７１ 圧縮応力発生部
７２ 中央部
ｃ ベリリウム銅
ｆ 鉄
ｇ アルミ合金
ｐ 力
ｑ 力
T トルク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】